[發(fā)明專利]一種基于PLC的鋁錠碼垛機(jī)控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910259544.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN110053979A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮早;伍林峰;吳建德;王曉東;范玉剛;黃國(guó)勇;鄒金慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B65G57/22
• 分類號(hào): B65G57/22;B65G57/08;B65G61/00;B65G57/11
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本發(fā)明公開了一種基于PLC的鋁錠碼垛機(jī)控制系統(tǒng)及控制方法，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由執(zhí)行模塊、測(cè)量模塊、控制模塊和監(jiān)控模塊組成，采用光電傳感器感應(yīng)設(shè)備對(duì)物件經(jīng)行檢測(cè)定位，控制鋁錠的翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)好的鋁錠在碼垛臺(tái)上排成一排，PLC接收到一層鋁錠已碼好的信號(hào)后控制伺服驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)碼垛機(jī)械臂伺服電機(jī)，將鋁錠層抓起運(yùn)送到激光打標(biāo)傳送履帶上。碼垛機(jī)械臂的上下移動(dòng)距離靠超聲波傳感器與上下限位接近開關(guān)相結(jié)合進(jìn)行控制，左右移動(dòng)范圍由兩側(cè)的行程接近開關(guān)控制，加減速由相應(yīng)動(dòng)作的加減速接近開關(guān)控制以及機(jī)械爪的開閉與旋轉(zhuǎn)由電磁閥控制。本發(fā)明采用PLC控制，使鋁錠碼垛實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化分揀，提高了鋁錠碼垛的速度，避免了危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于PLC的鋁錠碼垛機(jī)控制系統(tǒng)及方法，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋁錠出廠前需經(jīng)過碼垛、打捆、稱量等道工序。早先許多廠家鋁錠碼垛由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且碼垛不齊，以至以稱重、保管、運(yùn)輸中出現(xiàn)散包現(xiàn)象。碼垛技術(shù)是物流自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的一門新興技術(shù)，特別是近年來在運(yùn)輸工業(yè)領(lǐng)域占有非常重要的地位。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及機(jī)械自動(dòng)化水平的提高，碼垛技術(shù),特別是機(jī)器人碼垛技術(shù)以其在機(jī)械結(jié)構(gòu)、適用范圍、設(shè)備占地空間、靈活性、成本以及維護(hù)等方面的優(yōu)勢(shì)使其應(yīng)用漸為廣泛,并成為一種發(fā)展趨勢(shì)。在我國(guó)電解鋁行業(yè)中機(jī)器人碼垛技術(shù)的發(fā)展也是日新月異。我國(guó)電解鋁廠目前所采用的鋁錠堆垛機(jī)有兩類,一類為國(guó)產(chǎn)的 6t/h 半自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī)和 16t/h 全自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī);另一類為進(jìn)口的鋁錠堆垛機(jī)。國(guó)產(chǎn)的半自動(dòng)鋁錠堆剁機(jī),雖成本較低,但效率低,可靠性差,理論最高產(chǎn)量 6t/h,這些小型半連續(xù)鑄造機(jī)組已在最近幾年內(nèi)被國(guó)產(chǎn) 16t/h 連續(xù)鑄造生產(chǎn)線替代。國(guó)產(chǎn)的 16t/h 鋁錠堆垛機(jī)效率較高,理論產(chǎn)量達(dá) 16t/h,自動(dòng)化程度較高、操作方便,但成本比 6t/h 的堆垛機(jī)高。進(jìn)口的全自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī)與國(guó)產(chǎn)堆垛機(jī)相比操作靈活、效率高(理論上可達(dá)32t/h,實(shí)際最高為28t/h),但成本很高,比國(guó)產(chǎn)機(jī)價(jià)格高8～10倍,維護(hù)保養(yǎng)不方便、適用性不強(qiáng),但仍具有廣泛的市場(chǎng)和很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠且自動(dòng)化程度高，采用PLC控制機(jī)械臂碼垛裝置，使鋁錠碼垛實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化分揀，降低了勞動(dòng)成本，提高了鋁錠碼垛的速度，避免了工作危險(xiǎn)事故的發(fā)生，同時(shí)兼顧鋁錠外形，提高碼垛質(zhì)量，杜絕散包現(xiàn)象以完全替代人工碼垛。

發(fā)明內(nèi)容

一種基于PLC的鋁錠碼垛機(jī)控制系統(tǒng)及方法，由執(zhí)行模塊、測(cè)量模塊、控制模塊和監(jiān)控模塊組成；

所述執(zhí)行模塊包括伺服電機(jī)和電磁閥，伺服電機(jī)用于控制碼垛機(jī)械臂的左右行及上下運(yùn)動(dòng)，電磁閥用于控制機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)與機(jī)械爪張開與閉合、翻錠裝置的鋁錠夾緊以及鋁錠層的合攏；

所述測(cè)量模塊包括光電傳感器，行程開關(guān)和超聲波傳感器，所述光電傳感器用于對(duì)鋁錠進(jìn)行監(jiān)控來確定鋁錠的狀態(tài)，所述行程開關(guān)包括對(duì)機(jī)械臂的動(dòng)作位置進(jìn)行限定的行程限位開關(guān)和對(duì)機(jī)械臂的位置進(jìn)行確定并控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)速度的加減速行程開關(guān)，超聲波傳感器固定在機(jī)械爪上，用于對(duì)鋁錠打標(biāo)履帶上鋁錠高度進(jìn)行確認(rèn)；

所述控制模塊用于接收測(cè)量模塊傳回來的信號(hào)，并進(jìn)行分析后傳出動(dòng)作指令給執(zhí)行模塊；

所述監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)整個(gè)碼垛過程。

所述伺服電機(jī)包括上下行伺服電機(jī)和左右行伺服電機(jī)，所述電磁閥包括旋轉(zhuǎn)電磁閥、爪開閉電磁閥、擋錠電磁閥和扶錠電磁閥；

所述光電傳感器設(shè)有兩個(gè)，其中一個(gè)安裝在翻錠裝置前的第一段履帶一側(cè)，確定鋁錠是否需要翻轉(zhuǎn)，另一個(gè)安裝于翻錠裝置后的第二段履帶一側(cè)，確定鋁錠層是否已經(jīng)堆砌完成，進(jìn)而讓控制模塊控制機(jī)械臂下行抓取鋁錠層；

所述行程限位開關(guān)包括左行限位接近開關(guān)、右行限位接近開關(guān)、上限位接近開關(guān)和下限位接近開關(guān)，所述加減速行程開關(guān)包括左行減速開關(guān)、左行加速開關(guān)、右行減速開關(guān)、右行加速開關(guān)、上升減速開關(guān)、上升加速開關(guān)、下降減速開關(guān)和下降加速開關(guān)。

基于上述PLC的鋁錠碼垛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：